塑料成型工艺学课件第七章中空吹塑

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1.挤出型坯
间歇挤出:挤出型坯、合模、吹胀、冷却、脱模均在 机头下方进行。 物料流动中断,易过热分解。 聚烯烃、非热敏性塑料吹塑
连续挤出:型坯的成型和前一型坯的吹胀、冷却、脱 模同步进行。 往复式、轮换出料式、转盘式 适用多种热塑性树脂的吹塑,PVC等热敏性塑 料。
7.3.1 挤出吹塑工艺过程
7.3.2 挤出吹塑控制因素
7.2.3 辅助装置
吹塑制品与型坯横截面的壁 厚变化关系。右边尺寸表示 型坯横截面壁厚,左边尺寸 表示制品横截面壁厚 (单位:mm)
7.2.3 辅助装置
2.型坯长度控制 影响吹塑制品的质量和切除尾料的长短,涉及原料的 消耗,取决于吹塑周期内挤出机螺杆的转速
转速快、长 转速慢、短 加料量的波动 温度、电压的变化,操作变更等 采用光电控制系统。 3.型坯切断装置 适应不同塑料品种的性能 刀刃式切料口:平刃、三角形刀刃。
7.4.2 注射吹塑设备特点
芯棒的作用:①充当阳模,成型型坯 ②输送型坯到吹塑模具 ③加热保温吹气通道
2.吹塑模具的设计要求 呈现容器形状、表面粗糙度及外观质量。 保证吹胀后能充分冷却定型,顺利排除气体,无合缝 线。
7.4. 注射吹塑要点
1.管坯温度与吹塑温度 注射成型时:温度高,粘度低,易变形,转移过程中
方法:加大冷却面积; 采用冷冻水或冷冻气体; 液态氮或二氧化碳
冷却速度:冷却方式、冷却介质的选择、冷却时间、型 坯的温度和厚度。
7.3.2 挤出吹塑控制因素
7.3.2 挤出吹塑控制因素 挤出吹塑的优点:
适用于多种塑料 生产效率较高 型坯温度比较均匀、制品破裂减少 能生产大型容器
设备投资少
7.4 注射吹塑
塑料成型工艺学课件第七章中空吹塑
7.1 概述
制品: 塑料瓶、容器、中空制品、办公用品、家电、家具、 娱乐用品、汽车工业。 制品特点: ①优良的耐环境应力开裂性、气密性、耐冲击性 ②耐药品、抗静电、韧性、耐挤压性 适用树脂:凡熔体流动速率在0.04~2R/10min范 围内。
PE、PVC、PP、PS、乙烯-醋酸乙烯共聚物、PET、PC、 PA等
型坯温度过低,离模膨胀严重,会出现长度收缩,壁 厚增大现象,降低型坯的表面质量,出现流痕,同时 增加不均匀性。还会导致制品的强度差,表面粗糙无 光。
型坯温度不均匀造成性品上卷现象,卷曲的方向偏于 厚度较小一边。
一般型坯温度控制在塑料的tg~tf(或tm)间。要求 型坯具有良好的形状稳定性。
7.3.2 挤出吹塑控制因素
7.2.3 辅助装置
1.型坯厚度控制装置 离模膨胀、自重下垂而影响型坯的尺寸及制品的质量。 (1)调节口模间隙,控制型坯壁厚 (2)改变挤出速度。(差动挤出型坯法) (3)改变型坯牵引速度 (4)预吹塑法,进入模具之前吹入空气,控制有底型坯 壁厚。
(5)型坯厚度的程序控制:改变挤出型坯横截面的壁 厚,吹塑制品的壁厚取决于型坯各部位的吹胀比。吹 胀比大,部位愈薄。
生产大型吹塑制品,如:啤酒桶、垃圾桶。
7.2.1 型坯成型装置
C:口模直径的确定:
(1)适合制品外径的吹胀比(即制品外径与型坯外径 之比)
D dD ma /B x(s1)
Dd:口模直径 Dmax:制品最大外 径 B:吹胀比 S:膨胀比
(2)型坯的最大外径的确定,需考虑口模膨胀
7.2.1 型坯成型装置
2.吹塑模具
由两瓣合成,没有冷却剂通道和排气系统。
7.2.2 吹胀装置
(1)模具的材质: 铝(形状不规则容器)、锌合金、铍铜钢材。 铍铜:硬质塑料的吹塑,容器本体上有装饰制品。
(2)模具的冷却系统
影响制品性能和生产效率,需合理设计和布置。
冷却水道与型腔的距离各处应保持一致,以保证 制品各处冷却收缩均匀,距离一般为10~15mm。
壁厚不均匀。 温度低,内应力高,变形,开裂。 依靠模具油温调节器或水冷机调节。 2.注射吹塑树脂 应具有高的相对分子量 熔融粘度,受剪切速率和加工温度影响小。
7.5 拉伸吹塑
拉伸吹塑:经双轴定向拉伸的一种吹塑成型工艺。
温度 (挤出或注射成型)型坯
纵向拉伸
吹胀(横向拉伸)
拉伸的目的:改善塑料的物理机械性能。
1.型坯温度和挤出速度 (1)型坯温度 影响中空制品的表观质量,纵向壁厚均匀性,生产效率。 注意保持熔体温度的均匀性。 适宜地偏低以提高熔体强度,减小自重垂伸。 缩短冷却时间,提高生产率。 型坯温度过高,挤出速度慢,型坯易下垂,引起型坯 纵向厚度不均,延长冷却时间,甚至丧失熔体强度, 难以成型。
7.3.2 挤出吹塑控制因素
非结晶性的热塑性塑料:在热弹性范围内进行。 部分结晶的热塑性塑料:Tm以下较窄范围内进行。
保持一定的拉伸速度,在吹塑之前定向。
经拉伸后,透明性,冲击强度、硬度和刚性、表面光 泽性、阻隔性明显提高。
7.5.1 拉伸吹塑工艺
一、一步法:热型坯法
型坯、拉伸、吹塑在一台机中完成。 型坯是处于生产过程中的半成品。设备的组合方式有: ①由挤出机和吹塑机组成;②由注射机和吹塑机组成。
① 吹气针管安装在模具型腔 的半高处,压缩空气通过针 管吹胀型坯 ②制品颈部有一伸长部分, 以便吹针插入
7.2.2 吹胀装置
特点: 适于不切断型坯连续生产的旋转吹塑成型。 吹制首尾相连的小型容器。 在模具内部装入型坯切割器,可吹塑无颈制品。 适合吹制有手柄的容器,手柄与本体不相通。
缺点:开口制品需整饰加工, 模具设计较复杂。 不适宜大型容器的吹胀。
7.3.2 挤出吹塑控制因素
2.吹气压力和鼓气速率 型坯的吹胀是利用压缩空气对型坯施加空气压力
而吹胀并紧贴模腔壁。同时通过压缩空气的冷却形成 所需要的形状和呈现模面花纹的中空制品。
(1)吹气压力的大小与塑料的种类、型坯温度、型坯 的模量、型坯的壁厚、制品的容积大小有关。 粘度低,壁厚、小容积制品,采用较低的吹气压力。 一般在0.2~1MPa。
根据模具的材质,制品形状和大小而定。 冷却水温在5~15℃为宜。 可分段冷却,以加快冷却。
7.2.2 吹胀装置
冷却机构:内部互通的水道 铸成模后钻出水道 冷却蛇形管铸入模具 模具制造时一体制成 型腔制成后机械加工冷却系统
(3)模具的排气系统
在型坯吹胀时,排除型坯和模腔之间的空气。
排气不畅,气体滞留,制品表面产生凹陷和皱纹。 图案和字迹不清晰,降低制品温度。 设置排气孔或排气槽。
7.5.1 拉伸吹塑工艺 过程
生产特点都是将型坯温度控制在低于熔点的温度下利 用双向拉伸的原理来提高制品的强度。
模具温度应保持均匀分布,以保证制品的均匀冷却。 根据塑料的种类、制品的薄厚来确定。小型制品模具 温度偏低,低于软化温度40℃左右。
7.3.2 挤出吹塑控制因素
5.冷却时间
控制制品的外观质量、性能和生产效率。 冷却时间延长,可防止形变,使外观规整,表面ຫໍສະໝຸດ Baidu纹 清晰,质量好。但制品结晶度增大,韧性下降,透明 读降低,生产周期延长,降低生产效率。 保证制品充分冷却,加快冷却速率。
7.2.2 吹胀装置 (2)顶吹法 通过型芯吹气
模具顶部向上,型坯底部夹住,顶部开口,压缩空 气从型芯通入。
型芯直接进入开口的型坯内,并确定颈部内径,在 型芯和模具顶部制件切断型坯。
7.2.2 吹胀装置
定瓶颈内径 顶吹法型芯
旋转刀具,切除余料
优点:直接利用型芯作为吹气芯轴,压缩空气从十字 机头上方引进,径芯轴进入型坯,简化了吹气机构。 缺点:①不能定内径和长度,需附加修饰工序。
②气从机头型芯通过,影响机头温度。
(3)底吹法
挤出的型坯落到模具底部的型芯上,通过型芯对型坯吹 胀。 型芯的外径和模具瓶颈配合以固定瓶颈的内外尺寸。
7.2.2 吹胀装置
适用: 吹塑颈部开口偏离制品中心线的大型容器。 有异形开口或多个开口的容器。 缺点: 进气口选在型坯温度最低的部位,也是型坯且重下垂 厚度最薄的部位。 制品形状复杂时,吹胀不充分。 瓶颈耳状飞边修剪后留下痕迹。
7.4.1 注塑吹塑生产工序 生产中空容器的两步成型法。 适宜生产批量比较大的小型 精致容器和广口容器。
最大容积量<4L。 化装品、日用品、医药和食 品包装。
树脂:PP、PE、PS、SAN、 PVC、PC等。
7.4.1 注塑吹塑生产工序
优点:制品壁厚均匀一致,无需后处理,无合缝线、 废边废料少。
缺点:一件制品两副模具,型坯需承受高压,模具成 本加大,不宜生产带把手的容器。
7.4.2 注射吹塑设备特点
基本特征:型坯是在注射模具中完成 制品是在吹塑模具中完成
注射吹塑设备可分成二工位、三工位、四工位。 二位机(相距180)组成 脱除制品是采用机械液压式的顶 出机构来完成。二位机具有较大的灵活性。 三位机(相距120)组成,即增加脱除制品的专用工位。 四位机(相距90)组成。是在三位机基础上为特殊用途 的工艺要求而增加(预成型即预吹或预拉伸)而设的工位。 最常用的是二位机,约占90%以上。
7.4.2 注射吹塑设备特点
1.对注射型坯模中型腔和芯棒的设计要求
注射型坯模由两半模具、芯棒、底板和颈圈组成。 (1)根据制品的形状、壁厚、大小和塑料的收缩性、 吹胀比设计整体型坯的形状。 (2)型坯形状确定后,设计芯棒的形状
①芯棒直径应小于吹塑容器 颈部的最小直径; ②容器的最小直径尽可能大 些。
7.1 概述
LDPE:食品包装容器 HDPE:商品容器 超高分子量PE:大型容器、熔料罐 PVC:矿泉水、洗涤剂瓶 PP:薄壁瓶子 PET:饮料瓶
7.2 中空吹塑设备
挤出吹塑 中空吹塑 注射吹塑
拉伸吹塑
挤出-拉伸-吹塑
注射-拉伸-吹塑
型坯的制造——型坯的吹胀
7.2.1 型坯成型装置
由连接管与之呈直角配置的管 式机头组成,适合PE、PP、PC、 ABS等的吹塑。
特点:
① 流道内压缩比较大,口模 部分定型段较长。 ② 熔体在流道内易滞留,机 头内熔体性能差异。
7.2.1 型坯成型装置 常采用螺旋状流动导向装置和侧面进料机头。
7.2.1 型坯成型装置
(2)直通式机头 与挤出机呈一字形配置。 可防止熔体过热分解,适用于热 敏性塑料,如:硬PVC透明瓶。
7.2.1 型坯成型装置 (3)带贮料缸的机头 大型制品易下坠和缩径,冷 却期较长,挤出机无法连续 运行,因而发展带贮料缸的 机头。
7.3.2 挤出吹塑控制因素
(2)鼓气速率 指充入空气的容积速率。 鼓气速率大,可缩短型坯的吹胀时间,使制品厚度均 匀,表面质量好。 但鼓气速率大,会在空气进口处产生局部真空,造成 该部分内陷,甚至将型坯从口模处拉断,无法吹胀。 (3)吹胀比 吹胀比:吹塑制品的外径(非圆形时,以横向尺寸最 大处为准)与型坯直径之比,即型坯吹胀的倍数。 型坯的尺寸和质量一定时,型坯的吹胀比愈大则制品 的尺寸就愈大。
7.3 挤出吹塑工艺过程及控制因素
7.3.1 挤出吹塑工艺过程 挤出吹塑工艺过程包括: ①挤出型坯。 ②型坯达到预定长度时.夹住型坯定位后合模。 ③型坯的头部成型或定径。 ④压缩空气导入型坯进行吹胀,使之紧贴模具型腔 形成制品。 ⑤制品在模具内冷却定型。 ⑥开模脱出制品,对制品进行修边、整饰。
7.3.1 挤出吹塑工艺过程
二、二步法:冷型坯法 型坯冷却后,冷型坯经再加热,进行拉伸、吹塑。 包括注射型坯定向拉伸吹塑;
挤出型坯定向拉伸吹塑。
7.5.1 拉伸吹塑工艺
目前拉伸吹塑有四种组合方式: ①—步法挤出拉伸吹塑,用于加工PVC; ②两步法挤出拉伸吹塑,用于加工PVC相PP; ③一步法注射拉伸吹塑,用于加工PET和RPVC; ④两步法注射拉伸吹塑,用于加工PET。
(3)还可以由型坯切口的宽度来决定
D d2P/w π (S1) Pw:型坯切口宽+2×型坯壁厚
模芯外径:
Dc Dd2 2W/LP
Dc:模芯外径
W:制品质量 L:制品长度 ρ:树脂密度
总体的要求:均匀地挤出所需要直径,壁厚和粘度的型坯
7.2.2 吹胀装置
吹胀装置包括吹气机构、模具及其冷却系统、排气系统 等部分。 1.吹气机构 根据设备条件,制品尺寸、制品厚度分布要求等选定。 (1)针吹法
7.3.2 挤出吹塑控制因素
加大吹胀比,制品的壁厚变薄,虽可节约原料,但制 品的强度和刚度降低,吹胀比过小,原料消耗增加, 制品壁厚,有效容积减小。制品冷却时间延长,成本 升高。
一般为2-4。根据塑料的品种、特性、制品的形状尺寸 和型坯的尺寸酌定。 4.模具温度 影响制品的质量。温度控制在20—50℃之间。
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